城市隧道滲漏水問(wèn)題的分析及處理方法

（高郵市建設(shè)工程質(zhì)量監(jiān)督站，江蘇 高郵 225600）

作為城市隧道工程設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容，隧道工程防排水是一項(xiàng)決定隧道工程質(zhì)量以及使用壽命的關(guān)鍵工作。如果城市隧道工程本身的防排水措施缺乏，那么就會(huì)隨著地下水侵入而危害城市隧道正常運(yùn)營(yíng)，縮短其使用年限，所以要從城市隧道工程設(shè)計(jì)之初開始，聯(lián)同后續(xù)施工以及運(yùn)營(yíng)管理等，仔細(xì)地考慮城市隧道的防排水措施設(shè)計(jì)和實(shí)施，保證可以全面提升城市隧道的防滲漏水性能。

1 工程概況

本工程位于高郵市，是高郵市站前路二標(biāo)段工程項(xiàng)目。項(xiàng)目的設(shè)計(jì)起點(diǎn)樁號(hào)為BK0+780，終點(diǎn)為站前路與玉水路交叉口，終點(diǎn)樁號(hào)為BK2+865，路線線全長(zhǎng)約2.085km。其中BK0+920-BK2+510存在下穿隧道，位于高郵市東臨近擬建高鐵站，隧道全長(zhǎng)約1.590km。其中K1+130～K2+270為隧道暗埋段，長(zhǎng)度為1140m；隧道北側(cè)引道敞開段（K2+270～K2+510）長(zhǎng)度為210m，隧道的兩端部位處均設(shè)置有長(zhǎng)度為60m的光過(guò)渡段。在隧道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面，標(biāo)準(zhǔn)斷面的凈高和寬度分別為6m和21.8～23.8m，應(yīng)急車道設(shè)計(jì)長(zhǎng)度為29.6m；隧道主線橫斷面設(shè)計(jì)中應(yīng)用了兩孔一管廊的形式，并利用明挖法開展施工；底板、頂板和側(cè)墻的厚度分別為50cm-140cm，90cm-120cm和30cm-120cm；隧道附屬設(shè)備用房包括變電所（2個(gè)）、消防泵房（1個(gè)）、雨水泵房（2個(gè)）和廢水泵房（1個(gè)）。在隧道開挖規(guī)模方面，開挖面積達(dá)到71365㎡，開挖深度達(dá)到0～11.939m。

2 城市隧道滲漏水病害情況概述

2.1 地下水及滲漏病害

在本城市隧道工程中的地下水及滲漏病害主要表現(xiàn)如下：

（1）城市隧道本身結(jié)構(gòu)出現(xiàn)了開裂和滲漏水問(wèn)題，經(jīng)檢測(cè)相應(yīng)的材質(zhì)存在劣化問(wèn)題和空洞問(wèn)題，并且大多數(shù)這些情況都發(fā)生在了隧道的拱部。

（2）大多數(shù)城市隧道工程中的施工縫都伴有不同程度的滲漏水問(wèn)題。

（3）隧道內(nèi)部的襯砌混凝土在斜向和縱向方向上存在裂縫發(fā)育情況，隧道襯砌的混凝土也伴有比較嚴(yán)重的滲漏水問(wèn)題，路面板結(jié)構(gòu)部分伴有損壞問(wèn)題，襯砌邊墻角和混凝土路面底板也伴有程度各不相同的風(fēng)化損壞問(wèn)題，水溝部分隧道結(jié)構(gòu)存在了部分損壞問(wèn)題等。

2.2 隧道襯砌結(jié)構(gòu)出現(xiàn)變形

基于隧道斷面儀的測(cè)繪數(shù)據(jù)可知，本城市隧道工程中的隧道襯砌結(jié)構(gòu)存在了變形問(wèn)題，但是變形尺寸比較小，相應(yīng)的變形值在規(guī)定的允許范圍之內(nèi)，不會(huì)對(duì)隧道的正常運(yùn)營(yíng)帶來(lái)影響，基本上可以忽略該種質(zhì)量病害對(duì)隧道滲漏水帶來(lái)的干擾和影響。

2.3 隧道二襯混凝土強(qiáng)度出現(xiàn)降低變化

在對(duì)出現(xiàn)滲漏水問(wèn)題的城市隧道工程進(jìn)行檢測(cè)期間，借助回彈——鉆芯法和抽樣檢測(cè)方法綜合判定了隧道二襯混凝土的強(qiáng)度情況，結(jié)果發(fā)現(xiàn)相應(yīng)檢測(cè)部位處的混凝土本身的抗壓強(qiáng)度基本可以滿足規(guī)定的設(shè)計(jì)要求，不會(huì)出現(xiàn)結(jié)構(gòu)失穩(wěn)破壞。但是在實(shí)際的檢測(cè)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)了本城市隧道中的部分?jǐn)嗝嫔戏植加斜容^多的縱向裂縫且伴有滲漏水問(wèn)題，這種情況的存在會(huì)使得隧道二襯混凝土長(zhǎng)期受到滲漏水問(wèn)題的影響，進(jìn)而會(huì)因?yàn)樗那治g和腐蝕作用而影響隧道結(jié)構(gòu)的本身強(qiáng)度。

2.4 隧道二襯混凝土缺陷

隧道K1+130～K2+270上部通過(guò)雷達(dá)檢測(cè)發(fā)現(xiàn)檢測(cè)的圖像上面包含著許多處明暗相間的強(qiáng)反射區(qū)域，這意味著該部位的混凝土伴有比較嚴(yán)重的水侵蝕破壞問(wèn)題，并且出現(xiàn)了一些空洞問(wèn)題。隧道K2+270～K2+510上部通過(guò)雷達(dá)檢測(cè)發(fā)現(xiàn)檢測(cè)的圖像上面同樣存在一些強(qiáng)反射區(qū)域，這意味著相應(yīng)區(qū)段的混凝土存在分布不均勻的情況，但是卻沒(méi)有發(fā)現(xiàn)顯著的脫空問(wèn)題，主要是由于相應(yīng)區(qū)域的地下水侵蝕所造成的，尤其是在相應(yīng)隧道的預(yù)埋管線部位處存在比較嚴(yán)重的侵蝕問(wèn)題。

3 城市隧道滲漏水病害的成因分析

3.1 降雨因素

本工程處于江蘇省高郵市地區(qū)，常年擁有充沛的降雨量，一年當(dāng)中的雨期可以達(dá)到4個(gè)月以上，雨水大量下滲會(huì)使得當(dāng)?shù)氐膰鷰r中擁有豐富的裂隙水。但是相應(yīng)隧道修建過(guò)程中伴有泥巖、砂巖與頁(yè)巖等類型夾層的存在，存在比較嚴(yán)重的風(fēng)化問(wèn)題，同時(shí)節(jié)理發(fā)育比較顯著，整體的自穩(wěn)定能力比較差，所以在開挖地下隧道的過(guò)程中非常容易造成坍塌土方的問(wèn)題，這樣會(huì)在隧道的周邊部位處形成比較多的地下水補(bǔ)給通道，增加了隧道遭受地下水侵害的概率。

3.2 地下水因素

在開挖城市隧道的過(guò)程中會(huì)使得相應(yīng)區(qū)域承受的固有圍巖壓力得到釋放，整體的應(yīng)力受力情況需要重新進(jìn)行分布，這會(huì)對(duì)圍巖當(dāng)中水的徑流路線以及力學(xué)特性進(jìn)行改變，進(jìn)而會(huì)使得周邊的地下水逐漸向隧道當(dāng)中匯聚和積累，最終使得城市隧道處于地下水包圍狀態(tài)，這無(wú)疑增加了隧道出現(xiàn)滲漏水問(wèn)題的概率。此外，城市隧道周圍的地下水流如果改變了本身的滲流場(chǎng)，那么也會(huì)重新對(duì)其所受的應(yīng)力場(chǎng)進(jìn)行改變，這樣非常容易造成局部應(yīng)力集中、滑移以及地層沉降不均勻等一系列質(zhì)量問(wèn)題，進(jìn)而也會(huì)破壞城市隧道結(jié)構(gòu)，致使襯砌結(jié)構(gòu)本身發(fā)生了破壞而形成了許多裂縫，這樣也會(huì)因?yàn)樾纬傻倪@些滲漏水通道而使城市隧道本身出現(xiàn)了滲漏水問(wèn)題。

3.3 地質(zhì)因素

在開挖隧道的過(guò)程中如果誘發(fā)了比較嚴(yán)重的地質(zhì)問(wèn)題，那么同樣可能會(huì)誘發(fā)隧道滲漏水問(wèn)題。比如，在開挖城市隧道的過(guò)程中如果遇到了地面沉陷、洞室塌方以及圍巖變形等一些地質(zhì)問(wèn)題，那么這些地質(zhì)病害都可能會(huì)對(duì)開挖的城市隧道襯砌結(jié)構(gòu)造成嚴(yán)重破壞，進(jìn)而會(huì)造成城市隧道出現(xiàn)滲漏水病害問(wèn)題。

3.4 施工因素

在城市隧道施工過(guò)程中，如果混凝土結(jié)構(gòu)施工階段存在質(zhì)量問(wèn)題，那么也容易因?yàn)樾纬闪藵B漏水通道而使得隧道結(jié)構(gòu)本身出現(xiàn)了滲漏水問(wèn)題，具體主要表現(xiàn)如下：

（1）在澆筑混凝土過(guò)程中如果具有比較大的水灰比，那么就容易在實(shí)際的施工中產(chǎn)生許多開放性的毛細(xì)泌水管路。

（2）在拌合施工用的混凝土期間，如果混凝土本身配置的和易性不好，或者混凝土本身的質(zhì)地存在不均勻情況，那么會(huì)因?yàn)樗酀{液無(wú)法同粗細(xì)骨料之間進(jìn)行有效結(jié)合而形成了許多形狀各異的孔洞或縫隙，這些都給了地下水滲流的可能。而在攤鋪與振搗混凝土期間，如果密實(shí)性沒(méi)有得到有效控制，那么也會(huì)因?yàn)檫@些滲水縫隙的存在而誘發(fā)了比較嚴(yán)重的滲漏水問(wèn)題。

（3）襯砌混凝土材料中存在雜物或者其他雜物，那么這些雜物在腐爛之后也會(huì)在混凝土隧道結(jié)構(gòu)上面形成一些滲透水的孔洞或縫隙，尤其是在兩環(huán)混凝土接縫部位處如果沒(méi)有拆除和清理?yè)躅^板，那么在它們出現(xiàn)腐爛破壞之后就會(huì)相應(yīng)地形成了縫隙而誘發(fā)滲漏水問(wèn)題。

（4）在施工中沒(méi)有合理地處理伸縮縫和施工縫，那么也容易在這些部位出現(xiàn)滲漏水的縫隙。

（5）如果沒(méi)有規(guī)范安裝防水板，或者對(duì)防水板破損或接縫部位進(jìn)行有效處理，俺么同樣可能會(huì)使得相應(yīng)的排水管路或滲水管路存在堵塞問(wèn)題。

4 城市隧道滲漏水病害的處理方法

4.1 科學(xué)設(shè)計(jì)排水系統(tǒng)

針對(duì)城市隧道所處區(qū)域因?yàn)榻涤曜饔谜T發(fā)的滲漏水問(wèn)題，在對(duì)相應(yīng)的病害進(jìn)行處理期間首先要注意科學(xué)設(shè)計(jì)排水系統(tǒng)，具體可以采取下述幾種處理方法：

（1）明管排水工藝。在城市隧道混凝土墻體下設(shè)計(jì)的原排水溝位置處，由于可能存在排水管堵塞問(wèn)題，使得內(nèi)襯蓄水出現(xiàn)持續(xù)上漲的情況且表面時(shí)刻保持潮濕狀態(tài)的問(wèn)題，可以在相應(yīng)位置處于墻體電線溝頂上鉆孔鋪設(shè)一根直徑適宜的PVC管來(lái)將相應(yīng)部位處存在的水源導(dǎo)流到路面排水溝當(dāng)中。

（2）暗管排水工藝。在城市隧道建設(shè)過(guò)程中，如果防水膜本身出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題但是卻又沒(méi)有發(fā)現(xiàn)，同時(shí)地下排水管本身存在不暢通問(wèn)題而形成了積壓?jiǎn)栴}，所以這會(huì)使得相應(yīng)的防水膜破損位置處的滲漏水透過(guò)墻體毛細(xì)孔排出，這種情況處理中最適宜應(yīng)用暗埋管的方式開展排水，即：首先對(duì)隧道混凝土表面進(jìn)行認(rèn)真清理并檢查其外觀，將其中出現(xiàn)的滲漏水點(diǎn)標(biāo)記出來(lái)。然后在其周邊鑿出相應(yīng)的排水通道并敷設(shè)一條PVC排水管后借助聚合物水泥進(jìn)行填實(shí)密封處理。

（3）貼膜式排水工藝。在城市隧道施工階段中，如果伸縮縫或其他建筑法縫隙位置處因?yàn)橹顾畮О惭b質(zhì)量問(wèn)題或者本身受到破壞而出現(xiàn)了滲漏水問(wèn)題，那么這時(shí)候適宜應(yīng)用貼膜式排水工藝來(lái)處理排水問(wèn)題，即：先對(duì)混凝土表面以及不良附著物進(jìn)行仔細(xì)地清理，之后借助動(dòng)力打磨機(jī)對(duì)其表面進(jìn)行打磨處理后開展貼膜操作，具體的貼膜材料可以選擇基料100%無(wú)溶劑環(huán)氧粘結(jié)樹脂，同時(shí)可以配合厚度為1～2mm的厚聚乙烯合成橡膠彈性帶來(lái)一塊使用，這樣可以更好地對(duì)這部位進(jìn)行有效處理，確保整體滲漏水問(wèn)題得到有效處理。

4.2 灌注堵漏施工

該種處理隧道滲漏水工藝的優(yōu)點(diǎn)是止水速度快，尤其是在處理那些沒(méi)有裝止水帶的施工縫的時(shí)候速度更高。但是如果對(duì)單一一個(gè)隧道滲漏水點(diǎn)進(jìn)行灌注，那么時(shí)間長(zhǎng)了就可能無(wú)法正常排放水源，這時(shí)候可能會(huì)需要在其旁邊位置處出現(xiàn)漏水問(wèn)題。因此，在應(yīng)用灌注堵漏施工工藝期間要綜合采用排、堵和補(bǔ)強(qiáng)三者結(jié)合的治理工藝，確保可以最大程度提升隧道滲漏水處理效果。比如，聚氨酯灌注材料本身具有良好的遇水膨脹性和耐久性，但是在灌注期間要對(duì)灌注點(diǎn)上面的雜物以及其他可能會(huì)影響灌注施工質(zhì)量的附著物進(jìn)行仔細(xì)地清理，之后再借助注射設(shè)備對(duì)灌注材料進(jìn)行灌注，確保其可以填充滲漏水點(diǎn)。

4.3 裂縫灌注施工

該種滲漏水處理工藝主要適用于對(duì)裂縫寬度不小于0.2mm的滲漏水情況進(jìn)行處理，一般可以直接采取直接注入法進(jìn)行灌漿處理。在實(shí)際處理中需要對(duì)裂縫周邊的各種污物或雜物進(jìn)行仔細(xì)地清理，必要的時(shí)候可以借助高壓吹風(fēng)進(jìn)行徹底清理。然后可以在裂縫表面中央部位處合理安裝注射裝置，一般1m范圍內(nèi)可以安裝6個(gè)左右的注射設(shè)備，保證安裝的牢固性，之后可以借助注射設(shè)備將環(huán)氧樹脂料進(jìn)行填充。在密封料干涸之后即可借助注射管泵向其中注射清水，將縫隙中的各種雜志進(jìn)行沖洗，待對(duì)其施工條件進(jìn)行檢測(cè)且無(wú)誤后即可借助壓力工具對(duì)裂縫補(bǔ)強(qiáng)用的環(huán)氧樹脂進(jìn)行灌注處理。但是在實(shí)際的裂縫灌注施工中要本著自下而上的順序從第一個(gè)注射設(shè)備開始，并且在第二個(gè)注射設(shè)備看到相應(yīng)的填充材料后方可對(duì)第一個(gè)注射設(shè)備進(jìn)行關(guān)閉，以此類推直至完成全部設(shè)置的注射設(shè)備注射操作位置。待全部的裂縫填充物料干涸硬化之后即可借助手動(dòng)工具對(duì)之前安裝的注射設(shè)備管座進(jìn)行手動(dòng)清除。

4.4 混凝土修復(fù)及加固

如果城市隧道本身?yè)碛胸S富的巖裂隙水，那么在混凝土澆筑施工作業(yè)中容易出現(xiàn)蜂窩問(wèn)題，或者施工留置的位置處存在新舊混凝土粘結(jié)不牢固問(wèn)題而出現(xiàn)了滲漏問(wèn)題，又或者混凝土隧道的襯體結(jié)構(gòu)本身受到損壞，那么都適宜于采用混凝土修復(fù)及加固工藝對(duì)相應(yīng)的滲漏水問(wèn)題進(jìn)行有效處理，具體需要本著混凝土修復(fù)、漏洞堵塞、排水以及修補(bǔ)加固等協(xié)同治理的處理原則，具體的處理措施如下：

（1）處理混凝土隧道存在缺陷問(wèn)題的表面：利用高壓水槍對(duì)混凝土隧道表面進(jìn)行有效沖洗，將上面殘存的各種雜物（松散土、水泥與鹽分等）進(jìn)行仔細(xì)地清理。

（2）在修補(bǔ)之前要對(duì)存在質(zhì)量惡化問(wèn)題的基層進(jìn)行徹底清除，保證可以顯現(xiàn)出良好的基石為止。在鑿除惡化基層的時(shí)候如果發(fā)現(xiàn)存在鋼筋，并且鋼筋本身已經(jīng)發(fā)生了腐蝕問(wèn)題，那么就要將出現(xiàn)的腐蝕鋼筋部分進(jìn)行鑿除，留待后續(xù)修補(bǔ)處理中的覆蓋層來(lái)使用。針對(duì)那些暴露出來(lái)且存在腐蝕問(wèn)題的鋼筋都要采取更換或除銹處理的方式進(jìn)行有效處理。在上述施工工藝完畢后，可以在其周邊部位處切割深度為10mm左右深度并將破碎石進(jìn)行清除。針對(duì)那些已經(jīng)處理的部位進(jìn)行仔細(xì)清理之后但是沒(méi)進(jìn)行填充作業(yè)之前，要對(duì)滲漏的源頭進(jìn)行仔細(xì)地檢查，看是否需要進(jìn)行材料關(guān)注、堵漏或者引水管（導(dǎo)水管）安裝。

（3）修補(bǔ)填充。在進(jìn)行修補(bǔ)填充施工作業(yè)之前，要借助清水對(duì)其周邊以及修補(bǔ)的基面進(jìn)行仔細(xì)地潤(rùn)濕，之后嚴(yán)格依據(jù)選擇的修補(bǔ)材料來(lái)科學(xué)地進(jìn)行修補(bǔ)和填充施工。但是在填充施工作業(yè)之前，需要在基面上涂抹一層高品質(zhì)的底漆，并且立刻開展修補(bǔ)材料填充，這樣才能全面確保混凝土修補(bǔ)處理的整體質(zhì)量。而如果需要進(jìn)行加固處理，那么可以借助碳纖維布按照規(guī)定的貼鋪流程和要求開展施工。

總之，基于本次城市隧道滲漏水處理實(shí)踐可知，通過(guò)有效地分析滲漏水成因，選擇有效地處理工藝和措施之后可以將隧道結(jié)構(gòu)存在的滲漏水問(wèn)題進(jìn)行有效控制。因此，在實(shí)際的城市隧道運(yùn)營(yíng)管理中，可以本著實(shí)事求是的原則，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和針對(duì)性處理可能存在的滲漏水隱患，確保城市隧道保持良好的運(yùn)行環(huán)境條件。